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# 作者    ：李治华
# 日期    ：2019/6/20
# 文件    ：SortAlgorithm.py.py
# 联系    ：lizhihua1009@189.cn

class SortAlgorithm():

	# 冒泡排序（BubbleSort）
	# 1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换它们两个；
	# 2. 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对，这样在最后的元素应该会是最大的数；
	# 3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个；
	# 4. 重复步骤1~3，直到排序完成。
	# 时间复杂度 - O(n^2) ，空间复杂度 - O(1)
	# 说明：算法的核心在于每次通过两两比较交换位置，选出剩余无序序列里最大（小）的数据元素放到队尾。
	def bubblesort(numbers, order = ""):
		if(len(numbers) < 2):
			return numbers
		for outer in range(0, len(numbers)):
			for inner in range(0, len(numbers) - outer - 1):
				if(numbers[inner] > numbers[inner + 1]):
					numbers[inner], numbers[inner + 1] = numbers[inner + 1], numbers[inner]
		if(order == "desc"):
			return numbers[::-1]
		return numbers

	# 选择排序（selectionsort）
	# 首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，
	# 	然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。
	# 	以此类推，直到所有元素均排序完毕。
	# 1. 初始状态：无序区为R[1..n]，有序区为空；
	# 2. 第i趟排序(i=1,2,3…n-1)开始时，当前有序区和无序区分别为R[1..i-1]和R(i..n）。
	# 	该趟排序从当前无序区中-选出关键字最小的记录 R[k]，将它与无序区的第1个记录R交换，使R[1..i]和R[i+1..n)分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区；
	# 3. n-1趟结束，数组有序化。
	# 时间复杂度 - O(n^2) ，空间复杂度 - O(1)
	def selectionSort(numbers, order = ""):
		if (len(numbers) < 2):
			return numbers
		for outer in range(0, len(numbers)):
			for inner in range(outer, len(numbers)):
				if(numbers[outer] > numbers[inner]):
					numbers[outer], numbers[inner] = numbers[inner], numbers[outer]
		if(order == ""):
			return numbers
		return numbers[::-1]

	# 插入排序（insersort）
	# 1. 从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序；
	# 2. 取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描；
	# 3. 如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置；
	# 4. 重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置；
	# 5. 将新元素插入到该位置后；
	# 6. 重复步骤2~5。
	# 时间复杂度 - O(n^2)，空间复杂度 - O(1)
	def insertsort(numbers, order = ""):
		if(len(numbers) < 2):
			return numbers
		for outer in range(0, len(numbers)):
			while(numbers[outer] > numbers[outer + 1]):
				numbers[outer], numbers[outer + 1] = numbers[outer + 1], numbers[outer]
				outer -= 1
				if(outer < 0):
					break
		if(order == ""):
			return numbers
		return numbers[::-1]


if __name__ == '__main__':
	arr = [5, 2, 6, 9, 0, 4, 7, 1, 8, 3]
	print(arr)
	print(SortAlgorithm.bubblesort(arr))
	print(SortAlgorithm.bubblesort(arr, order = "desc"))
	print(SortAlgorithm.selectionSort(arr))
	print(SortAlgorithm.selectionSort(arr, order = "desc"))
	print(SortAlgorithm.insertsort(arr))
	print(SortAlgorithm.insertsort(arr, order = "desc"))